《毕业论文答辩ppt-曹德志.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文答辩ppt-曹德志.ppt（17页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、论文答辩,论文题目：沉淀法引入CuO对ZnNb2TiO8微波介质陶瓷性能的影响Effect of CuO by Precipitation Method on Dielectric Properties of ZnNb2TiO8 Ceramics,答辩人：曹德志导 师：顾永军时 间：2013年6月,目录,第一章 选题意义、目的和背景第二章 实验过程第三章 结果分析及结论结束语,第一章 选题意义、目的及背景,计算机,汽车,医疗,消费类电子产品,移动电话,携式汽车电话,卫星通信、卫星直播电视等,LC 滤波器，耦合器，片式天线，高度集成模块等,军事、航天 航空,应用,微波介质陶瓷,1.1微波介质陶瓷
2、的应用,1.2 微波介质陶瓷分类,高介,低介,中介,LTCC,BaO-MgO-Ta2O5,BaO-nO-Ta2O5,BaTi4O9基,Ba2Ti9O20 基,CaTiO3-MgTiO3,Bi2O3-nO-Nb2O5,BaO-Ln2O3-TiO2,CaO-LiO-Ln2O3-TiO2,Li2O-Nb2O5-TiO2基,(Pb1-xCax)(Mg1/3Nb2/3)O3,ZnO-b2O5-TiO2,Bi2O3-Nb2O5,1.3 ZnO-Nb2O5-TiO2系微波陶瓷,研究现状,ZnO-Nb2O5-TiO2烧结温度1150左右,D.W.Kim,H.B.Hong等在0.42ZnNb2O6-0.58Ti
3、O2中添加10wt.%的CuO，使陶瓷烧结温度降低到875Kr=37，Qf=17000GHz,f=-7ppm/,张启龙等在ZnNb2O6-2TiO2中添加1.5wt%CuV2O6，使陶瓷烧结温度降低到860，拥有性能Kr=42.3，Qf=9000GHz，f=8ppm/；。,ZnNb2TiO8因为具高Kr、高Q和低而引起了研究人员的广泛关注，但其烧结温为1250，难以与Cu、Ag等电极材料烧结。,孙露等采用BaCu(B2O5)作为助烧剂，可使陶瓷的烧结温度从1100C降低到900C，且致密度高于纯片的致密度，介电性能：Kr=48,Qf=15258GHz,f=41ppm/C(5GHz)，,1.5
4、课题的提出与研究内容,传统助烧剂引入方法弊端,晶格缺陷的产生,材料内部有玻璃相存在，使其本征损耗增大,材料的主晶相与玻璃相之间有化学反应产生第二相，主晶相含量减少，或有杂质相产生,制备高品质因数的低温烧结微波介质陶瓷材料，应尽量减少高损耗助烧剂的用量。,1.5 课题的提出与研究内容,液相包覆法优点：引入烧结助剂则不仅可以减少添加剂的加入量，而且可以实现添加剂在基体粉中的均匀化，从而减轻其对陶瓷材料介电性能的恶化。缺点：直接以Cu(NO)3溶液为前驱体，很难将Cu(NO)3有效地包覆到陶瓷粉体颗粒上，抽滤过程中会被大量抽走，不能很好地控制助剂CuO的引入量。通过Cu(NO3)2和草酸作用产生草酸
5、铜沉淀可以较好地包覆到ZnONb2TiO8陶瓷基体粉上。,Naber高温烧结炉,第二章 实验过程,2.1 工艺流程,2.2 试样的表征测量,体积密度,XRD分析,SEM分析,介电性能测试,第三章 结果分析及结论,3.1 烧结特性分析,图3-1掺杂CuO的ZnNb2TiO8陶瓷温度-相对密度曲线,（1）液相包覆复合添加剂后，ZnNb2TiO8陶瓷样品的致密度均是随着烧结温度的升高先逐渐增大，在温度达到950时ZnNb2TiO8陶瓷样品的致密度基本达到95%。（2）在1050的烧结温度时致密度达到最1.大说明1050是ZnNb2TiO8陶瓷样品最终致密的烧结温度。（3）CuO添加剂液相包覆ZnNb
6、2TiO8可以促进ZnNb2TiO8陶瓷的致密化，显著降低烧结温度，,添加剂在烧结过程中与烧结物形成多元低共熔点物，增强了传质过程，从而降低了烧结温度。随着烧结温度的提高，助烧剂和ZnNb2TiO8粒子的相互反应越剧烈，粒子之间的相互扩散越明显，导致出现气孔，所以基体的致密度降低。,3.2 微观形貌及物相组成分析,图3-2 添加不同助烧剂的nNb2TiO8陶瓷自然表面,3-3ZnNb2TiO8陶瓷1050烧结的XRD曲线,沉淀法添加CuO的ZnNb2TiO8陶瓷样品晶粒间排列比较致密，晶粒较细小，晶粒间气孔减少，密度不断增大。这可能是因为沉淀法添加的CuO对ZnNb2TiO8的包覆更加均匀，使
7、得物质迁移速更全面而获得的。,3.3 介电性能分析,图3-6 CuO-ZnNb2TiO8的品质因数Qf,图3-7 ZnNb2TiO8 的f 随烧结温度及CuO添加量的变化,(1)CuO的添加量为1wt.%得到最佳Qf 值；ZnNb2TiO8的Qf 值随烧结温度的升高而逐渐增大，当温度达到1050时取得极大值12139GHz；CuO作为烧结助剂可以在降低烧结温度的情况下获得较好的微波介电性能,但添加量过大会造成介电性能恶化。Qf值的明显降低主要是CuO添加后引起室温下的介电弛豫所致.相结构中出现的次晶相和晶粒尺寸的减小也在一定程度上降低了Q值。（2）ZnNb2TiO8的f值随烧结温度的升高先减小
8、后增大，当温度达到1050、CuO添加量1wt.%时取得极近零值-32.16ppm/。,3.3 介电性能分析,图3-8 ZnNb2TiO8 的Kr 曲线,图3-9 ZnNb2TiO8 的tan随烧结温度及CuO添加量的变化,（1）当CuO添加量在2wt.%，1050下烧结时，试样的介电性能最大，Kr=63。介电常数是材料极化的宏观表征，ZnNb206陶瓷中起主要贡献的极化结构是电子位移极化和离子位移极化（2）当温度达到1050时取得极小值tan=0.00082。介质材料的损耗由漏电损耗和介质本身的极化损耗两方面组成，受晶格振动模式以及致密度、第二相、晶界、位错、晶粒尺寸和氧空位等因素制约。添加
9、CuO添加剂在烧结时形成液相，增强烧结过程中的传质过程进,而促进致密化，使材料中的气孔数量和尺寸减小，降低了ZnNb2TiO8陶瓷的介质损耗。同时，随着添加剂浓度的增加，过多的液相增大了ZnNb2TiO8陶瓷颗粒间的扩散距离，引起了晶粒异常生长及气孔数增加引起了致密度的下降，从而导致相应的介电损耗剧烈增加。,3.3 结论,(1)通过Cu(NO3)2和C2H2O4反应并沉淀在ZnNb2TiO8基体粉上沉淀，引入CuC2O4前驱体，将CuO液相包覆到了ZnNb2TiO8上。(2)ZnNb2TiO8介质陶瓷掺杂CuO后，烧结温度得到一定降低，由1150降至1050，烧结致密度达到95%以上，介电常数
10、Kr和频率温度系数f得到优化，但介电损耗tan增加，其介电性能为：f由-52ppm/增至-32.1ppm/；Qf由42500GHz降至12139GHz。(3)掺杂10wtCuO的ZnNb2TiO8介质陶瓷1050烧结时具有最佳的综合介电性能：f=-32.1ppm/，tan=0.00082，Qf=12139GHz。,结束语,本文对采用Cu(NO3)23H2O和C2H2O42H2O反应产生沉淀对ZnNb2TiO8进行液相包覆，并提出了常规的设计思路和分析步骤，达到了论文设计目标。,致 谢,衷心感谢高老师耐心的指导和帮助！衷心感谢评委老师们的指正！衷心感谢曾今一起经历风风雨雨的同窗好友们！祝大家身体健康，万事如意！,谢谢大家！,
